《金属资源保护》导学案

PAGEPAGE1《金属资源保护》导学案课题金属资源保护课型新授课教学目标知识与技能1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。2.知道一些废弃金属对环境会造成污染，认识回收利用废旧金属的重要性。过程与方法1.通过观察、实验、阅读资料，联系实际等方法获取信息。2.运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。3.能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。情感、态度与价值观1.通过学习废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识，认识回收利用废旧金属的重要性。2.通过对矿物可供开采的年限的介绍，让学生产生金属资源的危机意识，更让学生懂得要保护金属资源。教学重点1.铁的锈蚀条件及其防护。2.金属资源的保护。教学难点对铁的锈蚀防护的“活动探究”的结论的辨析归纳，从而得出铁生锈的条件，以及防锈的方法。教具准备多媒体课件、在一周前做好的铁钉锈蚀条件探究的对比实验等。课前预习1.（1）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程。（2）铁锈主要成分是Fe2O3，铁锈很疏松，易吸水，如不及时除去，会加快铁的锈蚀2.防锈的方法：（1）隔绝空气和水，如在铁制品表面刷油漆、涂油、电镀等。（2）改变铁的组织结构，可制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。3.保护金属资源的途径：（1）防止金属腐蚀；（2）金属的回收利用；（3）有计划、合理地开采矿物；（4）寻找金属的代用品。新课导入大家知道吗？我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。进行新课一探究铁生锈的条件【课件展示】多媒体播放视频——钢铁的锈蚀和危害和合金。知识拓展：铁生锈与铝生锈的区别：（1）铁生锈（主要成分是Fe2O3·xH2O）很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。（2）铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气等反应，所以铝制品比铁制品耐腐蚀。【活动与探究】让学生分组将一周前做的铁钉生锈的对比实验展示给大家，交流说明操作方法，记录现象，分析归纳出结论。【交流归纳】1.实验步骤：第一支试管中铁钉一半在空气中，一半在水中；第二支试管中铁钉完全浸没在刚煮过的蒸馏水中，上面盖一层植物油；第三支试管中，铁钉放在干燥的空气中。2.实验现象：一周后第一支试管中铁钉生锈，且在水与空气的界面处生锈最严重；第二支和第三支试管中铁钉均没有生锈。3.实验结论：铁生锈实质是铁、水、氧气共同作用的结果。二防止铁生锈的方法【讨论回答】1.根据铁生锈的条件请你提出可以用什么方法或思路来防止铁生锈？2.讨论自行车各部件分别采用什么防锈方法？并说明其中的道理？【归纳总结】防锈的方法：1.保持铁制品表面的洁净与干燥。2.表面涂油、刷漆或镀上其他耐腐蚀的金属。3.通过化学反应使表面形成致密的氧化膜。4.制成合金如不锈钢。【过渡】上面我们讨论分析了铁制品的锈蚀和防护，对金属资源，除了采取防止金属锈蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？三金属资源的保护阅读讨论】请同学们阅读课本P18~P19相关内容，回答下列问题。1.为什么要保护金属资源？2.保护金属资源的途径有哪些？3.回收金属，有哪些现实意义？【归纳总结】1.金属矿物的储量有限，而且不能再生。2.保护金属资源的途径有：（1）防止金属的腐蚀；（2）回收利用废旧金属；（3）合理开采金属矿物；（4）寻找金属的代用品。3.回收金属不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染。教学板书第2课时金属资源保护一、金属的腐蚀和防护1.铁制品锈蚀条件的探究（1）实验步骤：第一支试管中铁钉一半在空气中，一半在水中；第二支试管中铁钉完全浸没在刚煮过的蒸馏水中，上面盖一层植物油；第三支试管中铁钉放在干燥的空气中。规律总结：防止钢铁生锈的方法为：使钢铁制品隔绝空气或隔绝水。只要消除其中的任意一个条件就可以防止钢铁锈蚀。规律总结：矿物的储量有限，而且不能再生。因此，人们应当重视金属资源的保护，合理开采金属矿物。教学板书（2）实验现象：一周后第一支试管中铁钉生锈，且在水与空气的界面处生锈最严重；第二支试管和第三支试管中铁钉均没有生锈。（3）实验结论：铁在与水和空气（O2）同时接触时易生锈。2.铁制品的防护措施（1）保持铁制品表面的干燥和洁净。（2）为其穿层耐腐蚀的外衣（如涂油、刷漆等）。（3）制成合金（如不锈钢）。二、金属资源的保护途径1.防止金属的腐蚀。2.回收和利用废旧金属。3.合理开采矿物。4.寻找金属的代用品。课堂小结本节课我们主要探究了铁制品的腐蚀和防护，同时讨论了金属资源的保护问题。金属资源不可再生，随着我国经济的不断发展，金属资源呈日益短缺之势，故保护金属资源人人有责。希望大家能从身边做起，从自己做起，也希望大家能够好好学习，将来能利用你的智慧找出更多的金属代用品，从而使我们不再为金属资源的匮乏而发愁。教材习题解答练习与应用（P21）2.铁钉在（2）、（3）两种情况下容易生锈。铁生锈是铁与氧气和水发生了复杂的化学反应，在干燥的空气中没有（或缺少）水，植物油中没有氧气和水。3.（1）沙漠地区气候干燥，缺少水分。（2）用干布擦掉水分，保持自行车干燥，擦干后用带油的布擦，在自行车表面形成了一层保护膜，水分不易侵入，可以防止铁生锈。如果不擦掉水分，直接用带油的布擦，不仅不易擦干，而且还容易将水覆盖在油层下面，使铁生锈。\[提示：ZnCO3分解生成ZnO，ZnO与C反应生成Zn。\]7.提示：从使用后擦拭干净、保持干燥、涂油等方法进行比较。例如：菜刀、水果刀：擦拭干净，涂上植物油。剪刀：擦拭干净，保持干燥。铁制农具：擦拭干净，涂上黄油或机油。易错提醒：铁燃烧与铁生锈的实质相同，发生的都是氧化反应。但也有区别：铁燃烧是剧烈的氧化反应，条件是铁丝在氧气（并非空气）中燃烧，其产物是Fe3O4，呈黑色；而铁生锈则属于缓慢氧化，条件是铁与氧气、水同时接触，其产物是铁锈，主要成分是Fe2O3·xH2O，呈红褐色。难题解答【例1】下图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（）A.b试管中铁钉不会锈蚀B.L端与R端液面高度仍然保持一致C.该实验说明铁锈蚀与空气、水有关D.若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀【解析】b试管中缺少水，铁钉不会锈蚀。故选项A正确；因为a中的氧气减少，压强也减小，从而导致L端比R端液面高。故选项B错误；a试管中铁钉生锈，b试管中铁钉没有生锈，说明铁锈蚀与空气、水有关。故选项C正确；铁在有盐和酸存在时锈蚀速度会加快，所以将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀。故选项D正确。【答案】B【例2】矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的，下列不符合金属资源保护的有效途径的是（）A.合理开采矿物资源，回收利用废旧金属B.寻找、研制金属的代用品C.有矿物就开采，并加快开采进度D.对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀【解析】合理开采矿物就是贫矿和富矿都要开采，回收利用废旧金属既减少了金属对环境的污染，又可以节约金属资源，故A正确;用其他的材料来代替钢和其他的合金制管道和汽车外壳，既节约金属，又可以改变车和管道的性能，故B正确；要有计划合理地开采矿物，否则既浪费了资源，又损坏了国家利益，故C错误；现在世界上每年因腐蚀而浪费的金属占到了年产量的20%～40%，防止金属腐蚀可以保护金属资源，故D正确。【答案】C布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。教学反思在讲解金属的锈蚀条件时，教师可结合我们身边的事例，并结合课本铁钉锈蚀条件的探究实验，让学生理解金属锈蚀的条件及怎样防止金属腐蚀，利用这些思路组织好讨论，从而引出金属资源的保护，教师可利用多媒体、现实案例，让学生感受矿物资源是有限的及保护金属资源的重要性。方法点拨：利用控制变量法进行探究实验，关键是在对比实验中，要研究某一变量对实验结果的影响时，其他条件必须相同。方法点拨：金属资源的储量有限，不可再生。不保护会导致金属资源浪费和无端减少。课外拓展：许多金属都易生“锈”，但“锈”的结构不同，成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”，“铜锈”即铜绿，其主要成分为碱式碳酸铜［Cu2（OH）2CO3］，是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。金属铝也易生锈，“铝锈”是一层致密的氧化铝薄膜，覆盖在金属铝的表面，能防止内部的铝继续与氧气反应。教学反思教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：课后知能演练基础巩固1.(辽宁中考)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是()。A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀2.(山东滨州中考)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是()。A.经常用食盐水清洗铁制品B.保持铁制品表面清洁干燥C.在铁制品表面涂油D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属3.我国的矿物种类比较齐全,储量很丰富,但是矿物不能再生。下列做法能保护金属资源的是()。A.废旧金属不需要回收利用 B.矿物资源无限,可以任意开采C.寻找金属代用品 D.将铁钉放置于潮湿的空气中能力提升4.如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是()。A.甲、乙中,气体中氧气的体积分数不相等B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重D.丙中,导管内上升一段水柱5.早在春秋时期,我国就开始生产和使用铁器。(1)用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)和一氧化碳炼铁的化学方程式为。(2)常见的铁合金有和钢。医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有、的性质。(3)铁制品锈蚀会造成金属资源的浪费,防止铁锈蚀可采用的方法是(写一条);为了保护金属资源,除防止金属的腐蚀外,还可以采取的措施有(写一条)。思维拓展6.某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是。(2)铁锈的颜色是。【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是。(4)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是;C中的铁钉比D中的铁钉锈蚀更严重,原因是。答案：课后知能演练1.C解析:铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,A项正确;不锈钢抗腐蚀性能较好,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,B项正确;锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,C项错误;铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,D项正确。2.A解析:铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触。经常用食盐水清洗铁制品,会加大铁锈蚀的速率,不能减缓或防止钢铁锈蚀,A项符合题意;保持铁制品表面清洁干燥,能减缓或防止钢铁锈蚀,B项不符合题意;在铁制品表面涂油,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,C项不符合题意;在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,D项不符合题意。3.C解析:废旧金属应回收利用,保护金属资源,减少污染,A项不符合题意;矿物资源有限,应合理开采,不能任意开采,B项不符合题意;寻找金属代用品,可以保护金属资源,C项符合题意;将铁钉放置于潮湿的空气中,会使铁钉生锈,浪费金属资源,应防止金属锈蚀,D项不符合题意。4.C解析:甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,只有植物油以上部分锈蚀,而乙中铁钉水上和水下部分都锈蚀,消耗更多的氧气,所以气体中含氧气的体积分数不相等,A项正确;甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀,B项正确;乙中,铁钉锈蚀最严重的部位是水面接触处,因为此处铁钉与氧气和水接触最充分,C项错误;因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气,使装置内的压强减小,产生了压强差,在大气压的作用下,将丙烧杯中的部分水压入导管中,D项正确。5.(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)生铁硬度大耐腐蚀(3)刷漆(合理即可)回收利用废旧金属(或有计划、合理地开采金属矿物或寻找金属的代用品)(合理即可)解析:(1)一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(2)生铁和钢是常见的铁合金;不锈钢是铁的合金,合金的硬度一般比其组成金属的硬度大,且合金更耐腐蚀,故医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有硬度大、耐腐蚀的性质。(3)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,防止铁生锈,可以隔绝氧气和水,如刷漆;为了保护金属资源,除防止金属的腐蚀外,还有回收利用废旧金属,有计划、合理地开采金属矿物,寻找金属的代用品等措施。6.(1)Fe+